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曲轴是机械设备中经常使用到的零件,其主要功能是传递动能,本论文主要研究JB36-400型闭式双点压力机的曲轴断裂失效分析及机械性能强化。该压力机曲轴连接飞轮和连杆,将飞轮的旋转运动,转化为连杆的上下往复运动。JB36-400型闭式双点压力机为400吨位的大型锻压机床,曲轴为其核心部件,在锻压生产过程中受到极大冲击载荷,压力机在工作中,经常发生失效现象,主要为压力机的曲轴发生断裂。该型号压力机为扬州锻压机床有限公司的主打产品,曲轴断裂失效严重影响了企业产生效益。为改善曲轴断裂失效现象,提高曲轴的机械性能,本论文针对该曲轴断裂失效的现象,分析其断裂原因,优化结构、热处理工艺参数,强化曲轴机械性能,进而提高压力机的使用寿命。通过观察曲轴断口形貌,根据宏观断面上的贝纹线及断口微观形貌特征,判断曲轴的断裂类型为疲劳断裂。分析实验结果可知,引起疲劳断裂的原因主要有表面感应淬火不均匀,引起淬火组织不均；曲轴基体回火索氏体组织不均及应力集中。根据断裂失效的原因,优化曲轴的结构、热处理工艺,利用3D-deform软件对曲轴的脱碳现象进行仿真,确定曲轴的脱碳层深度。采用ANSYS有限元分析软件,模拟曲轴的受力情况,获得曲轴的应力分布云图。模拟结果显示,曲轴圆角部位的应力最大,应力值为4.998×108Pa,为曲轴的危险部位,与曲轴的实际断裂位置一致,将曲轴支撑颈与轴肩的圆角半径由20mm增大到22mm,仿真结果显示最大应力值为4.4745×108Pa,应力减小了1.01%。通过组织分析,硬度分析,脱碳模拟等,优化曲轴的调质工艺及表面感应淬火工艺,调质加热温度选择860℃,减少网状铁素体含量,改善组织,回火温度调整为600℃,其硬度提高8.7%。同时优化表面感应淬火工艺参数,将加热频率调整为2.5KHz,感应圈移动速度为2.5mm/s,加热时间为7s,分组实验结果显示,表面淬火组织均匀,无微裂纹,表面硬度平均值为53.98HRC,回火温度降低为300℃,其表面平均硬度值为51.43HRC,符合硬度要求,同时减少淬火应力,避免产生淬火裂纹。采用表面强化工艺改善曲轴的抗疲劳性及耐磨性,本论文比较了表面感应淬火及喷丸强化工艺的表面强化效果。通过试验检测,表面感应淬火后的表面硬度平均值为49.23HRC,喷丸后为51.33HRC,提高了4.26%,感应淬火后残余应力平均值为370.05MPa,喷丸后为497.19MPa,提高了24.97%,磨损量的平均值分别为37.5mg和33.5mg,减少了10.6%。在实际应用过程中,选择复合表面强化工艺,即表面感应淬火加喷丸强化,对提高曲轴的抗疲劳性能有极大帮助。